Analyse du Transport Solide en Suspension dans le Bassin Versant de l'Oued Mina (NO Algérie)

Analysis of Suspended Sediment transport in Mina River Basin (NW Algeria)

¹ Université M'hamed Boughara, Boumerdès 35000, Algérie
rghernaout27@yahoo.fr
² Université Blida 1, Blida 09000, Algérie
reminib@yahoo.fr

Résumé

La relation entre le débit solide et le débit liquide dans les rivières algériennes est complexe et difficile à évaluer. Certaines de ces difficultés sont liées aux méthodes d'échantillonnage et au manque de données particulièrement celles relatives à la concentration des sédiments en suspension. Les hydrologues utilisent souvent les courbes de transport des sédiments pour définir la relation débit liquide/débit solide en suspension et pour estimer les concentrations de sédiments en suspension à utiliser pour les calculs des flux. Bien qu'il existe de nombreuses méthodes pour le développement des courbes de transport solide, la plus couramment utilisée est la fonction puissance Y = aXb reliant la concentration (ou le débit) de sédiments en suspension au débit liquide. La présente étude a pour objectif l'analyse de la relation puissance liant le débit solide au débit liquide, la quantification des apports solides fins déposés dans la retenue du barrage de Sidi M'hamed Ben Aouda (SMBA) et la vérification de la validité de cette relation pour différentes échelles temporelles. L'étude porte également sur l'analyse de la contribution des plus importantes crues au transport solide en suspension et l'effet d'hystérésis sur la relation concentration des sédiments en suspension C - débit liquide Q. L'analyse à différentes échelles temporelles de la relation puissance liant le débit solide au débit liquide dans le bassin versant de l'oued Mina laisse apparaître une certaine tendance d'évolution des paramètres a et b. Elle montre que ces derniers paramètres et indicateurs propres du bassin sont proches de ceux trouvés par de nombreux chercheurs ayant travaillé sur les régions arides et semi-arides. Les charges solides fins calculées montrent qu'elles sont pratiquement les mêmes pour les différentes approches d'estimation, entraînant une erreur maximale de 8%. L'analyse de la contribution des crues annuelles au transport solide en suspension montre qu'une grande partie du transport solide en suspension est évacué lors de quelques crues et qu'il n'est pas rare de trouver sur une année hydrologique moyenne que 80 ou 95% de la charge solide en suspension est fournie par deux ou trois crues seulement et dans environ 5% du temps annuel. L'étude de la relation fondamentale entre la concentration des sédiments en suspension C et le débit liquide Q, durant les crues, permet d'observer des boucles d'hystérésis, dans le même sens des aiguilles d'une montre, dans le sens contraire des aiguilles d'une monte et en forme de huit. Elle permet également d'engager des actions anti-érosives prioritaires permettant d'accroître la durée de vie et de préserver le potentiel hydraulique du barrage de SMBA.

Abstract

The relation between sediment load and water discharge in Algerian rivers is complex and difficult to assess. Some of these difficulties are related to sampling methods and the lack of data particularly those related to the suspended sediment concentration. Hydrologists often use rating sediment transport curves to define the water discharge/suspended sediment relationship and to estimate suspended sediment concentrations for use in flux calculations. Although there are many methods for developing rating curves, the most commonly used is a power function Y=aXb that relates suspended sediment concentration (discharge) to water discharge. This study aims to analyze the power relationship between suspended sediment discharge and water discharge, quantify the suspended sediment intakes deposited on Sidi M'hamed Ben Aouda (SMBA) reservoir and verify the validity of this relationship for different time scales. The study also focuses on analysis of largest floods contributions to suspended sediment transport and on hysteresis effect on the relationship between suspended sediment concentration C and liquid flow Q. The analysis at different time scales of the power relationship between solid discharge and liquid flow rate in Mina river basin reveals an evolution trend of the parameters a and b. It shows that these parameters and specific indicators of the basin are close to those found by many researchers who have worked on arid and semi-arid regions. Fines sediment loads calculated show that they are practically the same for different estimation approaches, carrying a maximum error of 8%. Analysis of annual floods contributions on suspended sediment load shows that much of suspended sediment load is evacuated by some floods and it is not rare to find, during an average water year, that 80 or 95% of the suspended sediment load is attributed by two or three floods and only in about 5% of annual time. The study of the fundamental relationship between the suspended sediment concentration C and liquid flow Q during floods allows observing clockwise, counter clockwise and figure-eight hysteresis loops. It also allows initiating priority anti-erosion measures to increase the useful life and preserve the hydro potential of SMBA reservoir.